建筑材料基本性质课件.pptx

1、第一章第一章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质1.2 材料与水有关的性质材料与水有关的性质1.3 材料的基本力学性质材料的基本力学性质1.4 材料的热工性质材料的热工性质1.5 声学性质声学性质1.6 光学性质光学性质1.7 防火性能防火性能1.8 装饰性能装饰性能1.9 材料的耐久性材料的耐久性1.1 材料的基本物理性质材料的基本物理性质(physical properties)n1.1.1 材料的密度、表观密度与堆积密度材料的密度、表观密度与堆积密度o(1)密度密度(density)n近似密度（视密度）近似密度（视密度）o(2)表观密度表观密

2、度(apparent density)o(3)堆积密度堆积密度（散粒体）（散粒体）(bulk density)(for particles)n压实密度（压实密度（compacted density）n1.1.2 材料的密实度与孔隙率材料的密实度与孔隙率o(1)密实度密实度(density)o(2)孔隙率孔隙率(porosity)材料的孔结构材料的孔结构孔隙率孔隙率孔径孔径孔的种类孔的种类材料的力学性能材料的力学性能材料的耐久性能材料的耐久性能材料的变形性能材料的变形性能材料的热学性质材料的热学性质材料的声学性质材料的声学性质材料的质感与颜色材料的质感与颜色n1.1.3 材料的填充率与空隙率材料

3、的填充率与空隙率（散粒体）（散粒体）o(1)填充率填充率(filling ratio)o(2)空隙率空隙率(voids ratio,void content,void volume)1.2 材料与水有关的性质材料与水有关的性质n1.2.1 材料的亲水性与憎水性材料的亲水性与憎水性o(1)亲水性（亲水性（被水润湿被水润湿）(hydrophilicity)o(2)憎水性憎水性（润湿角（润湿角90）(hydrophobicity)p 1.2.2 材料的吸水性与吸湿性材料的吸水性与吸湿性(1)吸水性吸水性(water absorptivity)吸水率吸水率(water absorption)(2)吸湿

4、性吸湿性(hydroscopic nature)含含水率水率(moisture content)n 1.2.3 材料的耐水性材料的耐水性(抗水性抗水性)(water resistance)n软化系数软化系数(softening coefficient)n 1.2.4 材料的抗冻性材料的抗冻性(frost resistance)水结冰时体积约增大水结冰时体积约增大9，从而对孔隙产生压力而使孔壁开，从而对孔隙产生压力而使孔壁开裂。裂。冻融循环冻融循环(freezing and thawing circle)抗冻标号抗冻标号(grade)D15(Dong)F15(Freeze)n 1.2.5 抗渗性

5、抗渗性(impermeability)n渗透系数渗透系数(coefficient of permeability)n抗渗等级抗渗等级（抗渗标号抗渗标号）S(Shen)P(Permeate)1.3 材料的基本力学性质材料的基本力学性质n1.3.1 材料的强度材料的强度(strength)o(1)材料的抗压、抗拉及抗剪强度材料的抗压、抗拉及抗剪强度o(2)材料的抗弯强度材料的抗弯强度n1.3.2 材料的弹性与塑性材料的弹性与塑性n1.3.3 材料的脆性与韧性材料的脆性与韧性影响因素：材料影响因素：材料的组成与结构；的组成与结构；材料孔隙率，材材料孔隙率，材料温湿度、试件料温湿度、试件大小、试验条件

6、大小、试验条件等等影响因素：材料影响因素：材料的晶体结构、晶的晶体结构、晶粒大小、温度、粒大小、温度、试验环境、含水试验环境、含水率、受力状态等率、受力状态等等等1.4 材料的热工性质材料的热工性质导热性、热膨胀、热容、热震性、蓄热性能等导热性、热膨胀、热容、热震性、蓄热性能等1.5 声学性质声学性质吸声性能、隔声性能吸声性能、隔声性能1.6 光学性质光学性质 材料的材料的颜色、颜色、光泽光泽、透明度、表面组织、形状尺寸，透明度、表面组织、形状尺寸，建筑物采光、立体造型、明暗对比等建筑物采光、立体造型、明暗对比等 o(1)耐燃性耐燃性（防失火）（防失火）(flame resistance)n材

7、料根据耐燃性可分为三大类：材料根据耐燃性可分为三大类：不燃烧类不燃烧类：材料遇火或高温不起火，不阴燃，不碳化：材料遇火或高温不起火，不阴燃，不碳化难燃烧难燃烧类类：遇火或高温不燃烧，只有在火源存在时能继续遇火或高温不燃烧，只有在火源存在时能继续燃烧或阴燃，火焰熄灭后，燃烧停止燃烧或阴燃，火焰熄灭后，燃烧停止燃烧类燃烧类：遇火或高温燃烧，火源移开后，燃烧继续进行。遇火或高温燃烧，火源移开后，燃烧继续进行。1.7 防火性能防火性能o(2)耐火性耐火性（耐高温）（耐热性）（耐高温）（耐热性）(fire resistance)n按耐火性高低可将材料分为以下按耐火性高低可将材料分为以下3类：类：耐火材料

8、：耐火材料：耐火度不低于耐火度不低于1580 C难熔材料：难熔材料：耐火度为耐火度为13501580 C易熔材料：易熔材料：耐火度低于耐火度低于1350 C1.8 材料的装饰性材料的装饰性o1.色彩色彩o2.光泽光泽o3.透明性透明性o4.表面质感表面质感o5.形状尺寸形状尺寸作用于材料的自然因素和有害介质可概括为以下几作用于材料的自然因素和有害介质可概括为以下几个方面：个方面：(1)(1)物理作用（包括机械作用）物理作用（包括机械作用）(2)(2)化学作用化学作用(3)(3)生物作用生物作用1.9 耐久性耐久性 材料材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。抵抗自身和自然环境双重因素

9、长期破坏作用的能力。即保证其经久耐用的能力。即保证其经久耐用的能力。1.10 材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响n材料的组成材料的组成o(1)化学组成化学组成(chemical)o(2)矿物组成矿物组成(mineral)o(3)相组成相组成(phase)n材料的结构和构造材料的结构和构造(structure&constitution)o(1)宏观结构宏观结构(环境的尺度环境的尺度,grand view)o(2)粗观粗观(mm的尺度的尺度,macro-structure)n1)致密结构致密结构(dense structure)n2)多孔结构多孔结

10、构(porous structure)n3)纤维结构纤维结构(fibrous structure)n4)层状结构层状结构(layered structure,stratified structure)o(3)细观结构细观结构(亚微观结构亚微观结构)(m尺度尺度,sub micro)n金属材料的金相组织金属材料的金相组织n木材的木纤维木材的木纤维n混凝土内的微裂缝等混凝土内的微裂缝等o(4)微观结构微观结构(原子、分子尺度原子、分子尺度,micro-structure)n1)晶体晶体(crystal)原子晶体原子晶体(atomic crystal)离子晶体离子晶体(ionic crystal)分

11、子晶体分子晶体(molecular crystal)金属晶体金属晶体(metal crystal)n2)玻璃体玻璃体(glass)n3)胶体胶体(gel)o(5)构造构造材料的搭配组合材料的搭配组合(constitution)本章小节本章小节o1.几个重要概念几个重要概念密度、表观密度、堆积密度、孔隙率与密实度、空隙率与填充度、软化系数、密度、表观密度、堆积密度、孔隙率与密实度、空隙率与填充度、软化系数、吸水率与含水率、亲水性与憎水性、抗冻性、抗渗性、弹性与塑性、脆性与韧吸水率与含水率、亲水性与憎水性、抗冻性、抗渗性、弹性与塑性、脆性与韧性、耐久性性、耐久性o2.几个状态几个状态绝对密实状态绝

12、对密实状态密度（同时要求材料干燥）；自然状态密度（同时要求材料干燥）；自然状态表观密度（材料表观密度（材料在气干状态）；堆积状态在气干状态）；堆积状态堆积密度（与含水率也有关系）堆积密度（与含水率也有关系）o思考题思考题o(1)当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、抗冻性及导热性是下降、上升还是不密度、强度、吸水率、抗冻性及导热性是下降、上升还是不变变?o(2)材料的密度、近似密度、表观密度、堆积密度有何差材料的密度、近似密度、表观密度、堆积密度有何差别别?o(3)材料的孔隙率和空隙率的含义如何材料的孔隙率和空隙率的含义

13、如何?如何测定如何测定?了解它了解它们有何意义们有何意义?o(4)亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的?o(5)普通粘土砖进行抗压实验，浸水饱和后的破坏荷载为普通粘土砖进行抗压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183kN，干燥状态的破坏荷载为干燥状态的破坏荷载为207kN(受压面积为受压面积为115mml20mm)，问此砖是否宜用于建筑物基础问此砖是否宜用于建筑物基础?o(6)塑性材料和脆性材料在外力作用下，其变形性塑性材料和脆性材料在外力作用下，其变形性能有何区别能有何区别?o(7)材料的耐久性应包括哪些内容材料的耐久性应包括哪些内容?o(8)建筑物的屋面、外墙、柱

14、子、地面、基础所使建筑物的屋面、外墙、柱子、地面、基础所使用的材料各应具备哪些性质用的材料各应具备哪些性质?材料的密度材料的密度 材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。按材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。按下式计算：下式计算：式中：式中：密度，密度，g gcmcm3 3；m m 材料在干燥状态的质量，材料在干燥状态的质量，g g；V V 材料的绝对密实体积，材料的绝对密实体积，cmcm3 3。1.1Vm材料的表观密度材料的表观密度材料在自然状态下，单位体积的质量。按下式计算：材料在自然状态下，单位体积的质量。按下式计算：式中：式中：0表观密度，表观密度，kgm3；m 材料的质量，材料的质量

15、，kg；V0材料在自然状态下的外形体积，材料在自然状态下的外形体积，m3。2.100Vm材料为散粒或粉状，如砂、石子、水泥等，在堆积状态下，材料为散粒或粉状，如砂、石子、水泥等，在堆积状态下，单位体积的质量。按下式计算：单位体积的质量。按下式计算：式中：式中：材料的堆积密度，材料的堆积密度，kgm3；m 材料的质量，材料的质量，kg；材料的自然材料的自然(松散松散)堆积体积堆积体积(包括材料颗粒体包括材料颗粒体积和颗粒之间空隙的体积积和颗粒之间空隙的体积)，m3。材料的堆积密度材料的堆积密度3.100Vm00V材料的密实度材料的密实度材料体积内被固体物质充实的程度。按下式计算：材料体积内被固体

16、物质充实的程度。按下式计算：4.1%100%10000DVVD或材料的孔隙率材料的孔隙率材料体积内，孔隙体积所占的比例。按下式计算：材料体积内，孔隙体积所占的比例。按下式计算：即：即：DP=1或密实度孔隙率或密实度孔隙率=1。5.1%100)1(10000VVVVVP材料的填充率材料的填充率散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。按下式计散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。按下式计算：算：6.1%100%10000DVVD或材料的空隙率材料的空隙率 散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。用下式计算：用下式计算：即：即：DP=1或填充率空

17、隙率或填充率空隙率=1。7.1%100)1(10000VVVVVP材料的吸水率（质量、体积）材料的吸水率（质量、体积）材料在水中通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质，用吸水材料在水中通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质，用吸水率表示，即率表示，即%1001mmmWm01%1001mwvWVmmW式中：式中：W材料质量吸水率，材料质量吸水率，%；m材料干燥状态下质量，材料干燥状态下质量，g；m1材料吸水饱和状态下质材料吸水饱和状态下质量，量，g。式中：式中：V材料干燥状态下的体积；材料干燥状态下的体积；0 0材料表观密度，材料表观密度，g/cm3。材料的含水率材料的含水率 材料在一定温度和湿度下吸附水分

18、的能力，用含水率表材料在一定温度和湿度下吸附水分的能力，用含水率表示，即示，即式中：式中：W含含材料质量吸水率，材料质量吸水率，%；m含含材料含水时的质量，材料含水时的质量，g；m材料干燥状态下的质量，材料干燥状态下的质量，g。9.1%100mmmW含含影响因素：环境温湿度、孔结构材料的软化系数材料的软化系数 材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性，用软化系材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性，用软化系数表示，即数表示，即式中：式中：KR材料的软化系数；材料的软化系数；fw材料在吸水饱和状态下的强度，材料在吸水饱和状态下的强度，MPa；f 材料在干燥状态下的强度，材料在干燥状态下的强度，MPa。10

19、.1ffKwR当当KR0.85时，称为耐水材料，长期处于水或潮时，称为耐水材料，长期处于水或潮湿环境下的重要结构，必须用湿环境下的重要结构，必须用KR0.85的建筑材的建筑材料，次要材料料，次要材料KR不小于不小于0.75。材料的渗透系数材料的渗透系数 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，用渗透材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，用渗透系数表示，即系数表示，即式中：式中：K渗透系数，渗透系数，cmh；Q透水量，透水量，cm3；d试件厚度，试件厚度，cm；A透水面积，透水面积，cm2；t渗水时间，渗水时间，h；H静水压力水头，静水压力水头，cm。11.1AthQdK 材料的材料的抗渗等级抗渗等级

20、Pn=10H1式中：式中：Pn抗渗等级；抗渗等级；H试件开始渗水时的水压力，试件开始渗水时的水压力，MPa。n一般取偶数一般取偶数 S(Shen)P(Permeate)材料的抗压、抗拉及抗剪强度材料的抗压、抗拉及抗剪强度(compressive,tensile and shear strength)材料的抗压、抗拉及抗剪强度按下式计算：材料的抗压、抗拉及抗剪强度按下式计算：式中：式中：f材料的强度，材料的强度，MPa；Fmax破坏时最大荷载，破坏时最大荷载，N；A受力截面面积，受力截面面积，mm2。12.1maxAFf 材料的抗弯强度材料的抗弯强度(bending strength,flexu

21、re strength)1)二分法二分法。将条形试件放在两支点上，中间作用一集中荷载，将条形试件放在两支点上，中间作用一集中荷载，对矩形截面试件，则抗弯强度按下式计算：对矩形截面试件，则抗弯强度按下式计算：2)三分法三分法。在跨度的三分点上作用两个相等的集中荷载，则抗在跨度的三分点上作用两个相等的集中荷载，则抗弯强度按下式计算：弯强度按下式计算：式中：式中：fm抗弯强度，抗弯强度，MPa；Fmax弯曲破坏时最大荷载，弯曲破坏时最大荷载，N；b、h试件横截面的宽及高，试件横截面的宽及高，mm；L两支点间的距离，两支点间的距离，mm。13.1232maxbhLFfm14.12maxbhLFfm材料

22、的弹性与塑性、脆性与韧性材料的弹性与塑性、脆性与韧性o弹性：弹性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，变形能材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，变形能完全消失的性质。完全消失的性质。(elasticity)o塑性：塑性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状，并不产生裂缝的性质。变形后的形状，并不产生裂缝的性质。(plasticity)脆性：脆性：材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的性质。材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的性质。(b

23、rittleness,fragility)韧性：韧性：材料在冲击、震动荷载作用下，能够吸收较大材料在冲击、震动荷载作用下，能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。(fracture toughness)o树立质量法制观念、提高全员质量意识。22.11.3022.11.30Wednesday,November 30,2022o人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。15:47:5515:47:5515:4711/30/2022 3:47:55 PMo安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。22.11.3015:47:5515:47N

24、ov-2230-Nov-22o加强交通建设管理，确保工程建设质量。15:47:5515:47:5515:47Wednesday,November 30,2022o安全在于心细，事故出在麻痹。22.11.3022.11.3015:47:5515:47:55November 30,2022o踏实肯干，努力奋斗。2022年11月30日下午3时47分22.11.3022.11.30o追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。2022年11月30日星期三下午3时47分55秒15:47:5522.11.30o严格把控质量关，让生产更加有保障。2022年11月下午3时47分22.11.3015

25、:47November 30,2022o作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2022年11月30日星期三15时47分55秒15:47:5530 November 2022o好的事情马上就会到来，一切都是最好的安排。下午3时47分55秒下午3时47分15:47:5522.11.30o专注今天，好好努力，剩下的交给时间。22.11.3022.11.3015:4715:47:5515:47:55Nov-22o牢记安全之责，善谋安全之策，力务安全之实。2022年11月30日星期三15时47分55秒Wednesday,November 30,2022o相信相信得力量。22.11.302022年11月30日星期三15时47分55秒22.11.30谢谢大家！谢谢大家！